Proyecto de movimiento

Proyecto de vectores

 
Instrucciones:
Durante la sección de vectores del curso desarrollarás un proyecto en el cual usarás software para el análisis de vectores por medio de video.
Actividades previas
Para este proyecto usarás dos tipos de software. Usarás cualquier software que haga uso de hojas de cálculo como por ejemplo Microsoft Excel. El otro software que vas a usar en este proyectoes uno de los simuladores interactivos (PhET) de uso libre de la Universidad de Colorado.
Liga del PhET: http://phet.colorado.edu/sims/projectile-motion/projectile-motion_en.html
El objetivo del proyecto es analizar el movimiento del objeto utilizando vectores.
Sección 1
Actividades
A. Abre el simulador interactivo de tiroparabólico: http://phet.colorado.edu/sims/projectile-motion/projectile-motion_en.html.
B. Sigue al pie de la letra los siguientes pasos:
1. Oprime siete veces el botón con el ícono de lupa negativa (zoom out), para alejar la visión de pantalla del PhET,
2. Escoge la pelota de golf (golfball) como objeto a lanzar. Nota que automáticamente se carga la masa (mass) 0.046 (kg) y el diámetro (diameter) 0.043 (m) de la pelota de golf,
3. Calibra el ángulo (angle) y larapidez inicial (initial speed) de lanzamiento a 66° y 66 (m/s), respectivamente,
4. Comprueba que tengas bien calibradas las condiciones iniciales del primer lanzamiento (imagen de referencia a la derecha),
5. Oprime el botón de lanzamiento (fire) y observa el proyectil en movimiento. Nota que sobre la curva de movimiento bidimensional que forma el proyectil durante su recorrido se marcan concruces negras las posiciones de la pelota de golf por segundo,
6. Nota que para cada segundo el simulador interactivo despliega (parte superior de la pantalla), la posición horizontal (range) y vertical (height) en metros de la pelota de golf respecto del punto de referencia (origen del lanzamiento). Asimismo, puedes usar la cinta métrica del PhET para medir longitudes en metros.
C. Para lossiguientes puntos te pedimos utilices las posiciones horizontales (range) y verticales (height) desplegadas para cada segundo por el PhET,
D. Construye una tabla en una hoja de cálculo como Excel (tres columnas) en donde expreses: en la primer columna los tiempos de vuelo del proyectil (de cero a 12 segundos), en la segunda y tercera columnas las componentes horizontales y verticales (respectivamente)de la posición del proyectil para cada tiempo.
E. En la misma hoja de cálculo, en la columna cuatro, cinco y seis vas a calcular la velocidad de la pelota. Observa que tienes las posiciones y con ellas podemos calcular velocidades medias. Vamos a aproximar a la velocidad instantánea en un tiempo en el centro del intervalo como la velocidad media en el intervalo. Es decir, dado que tenemos losvalores de la posición en cero y un segundo, entonces la aproximación de la velocidad instantánea en 0.5 segundos será la velocidad media entre cero y 1 segundo. De la misma manera vamos a aproximar la velocidad instantánea en 1.5 segundos con la velocidad media entre 1 y 2 segundos. Esto lo vamos a hacer hasta que lleguemos al tiempo 11.5 segundos.  
Entonces, en la cuarta columna coloca lostiempos desde 0.5 segundos, 1.5 segundos, 2.5 segundos hasta 11.5 segundos. En la quinta columna calcularás la componente en x de la velocidad media en los intervalos (que vamos a aproximar como la velocidad instantánea) y en la sexta columna calcularás la componente en y de la velocidad media en los intervalos.
F. En la misma hoja de cálculo, en la columna siete, ocho y nueve vas a calcular laaceleración de la pelota. Observa que tienes las velocidades y con ellas podemos calcular aceleraciones medias. Vamos a aproximar a la aceleración instantánea en un tiempo en el centro del intervalo como la aceleración media en el intervalo. Es decir, dado que calculamos (de manera aproximada) los valores de la velocidad en 0.5 y 1.5 segundos, entonces la aproximación de la aceleración instantánea...